Der „Wegweiser“ des Untertagebaus: Eine klare Anleitung zur vorrückenden (Tunnel-)Bohrung
Bei Untertageprojekten wie Kohlebergbau, U-Bahn-Bau und Tunnelvortrieben gibt es immer eine „Frontlinie“, die für den Neubeginn verantwortlich ist. Es ist der Bereich mit den konzentriertesten Prozessen und den höchsten technischen Anforderungen und entscheidend für die anschließenden Arbeiten. Diese Frontlinie ist das Thema dieses Artikels – die vorrückende Ortsbrust, in der Branche allgemein als „Stoß“ bezeichnet.
Was ist die vorrückende Ortsbrust? Vereinfacht ausgedrückt ist die vorrückende Ortsbrust die Frontzone bei Untertagebauarbeiten, in der neue Tunnel, Kammern oder Strecken geöffnet werden. Wäre ein Untertageprojekt eine „Untertageexpedition“, wäre die vorrückende Ortsbrust die Vorhut: Alle wichtigen Aufgaben – Felsbrechen, Aushub und Erstsicherung – werden dort ausgeführt.
Ob es sich um Förderstrecken in einem Kohlebergwerk, lange Eisenbahntunnel durch die Berge oder U-Bahn-Strecken handelt: Die vorrückende Abbaufront muss sich zunächst „durch das harte Material beißen“, um den Durchlass zu schaffen. Erst wenn der Durchlass geschaffen ist, können die nachfolgenden Arbeiten – Transport, Gewinnung und Einbau – fortgesetzt werden.
Drei Kernmerkmale der vorrückenden Ortsbrust – jedes davon ist mit Sicherheit und Effizienz verbunden. Als „Kehle“ eines unterirdischen Projekts sind die Betriebsumgebung und die Prozessgestaltung an der vorrückenden Ortsbrust hochspezialisiert, was ihre Hauptmerkmale bestimmt:
Gefährliche Arbeitsumgebung – Sicherheit hat oberste Priorität. Der Abbau erfolgt in einem engen unterirdischen Raum mit komplexer und variabler Geologie. Während des Betriebs können zahlreiche Gefahren auftreten: Gasansammlungen (insbesondere in Kohlebergwerken), Deckeneinstürze, plötzliche Wassereinbrüche und übermäßige Staubentwicklung. Jedes dieser Risiken kann einen Unfall auslösen, daher ist Sicherheitsmanagement hier von größter Bedeutung.
Mehrere Prozesse müssen nahtlos ineinandergreifen – hoher Koordinationsbedarf. In einem kompakten Arbeitsbereich müssen eine Reihe von Kernaufgaben entweder parallel oder unmittelbar hintereinander erledigt werden: Bohren mit Gesteinsbohrhämmern oder Teilschnittmaschinen, primäres Aufbrechen des Gesteins, weitere Gesteinszerkleinerung durch Sprengungen oder mechanische Mittel, Aushub und Abtransport des Abraums, anschließende Sicherung des freiliegenden Gesteins (z. B. Ankerung, Spritzbeton, Einbau von Stahlstützen) sowie Sicherstellung von Belüftung, Entwässerung und anderen Nebenarbeiten. Alle Schritte sind voneinander abhängig – ein Fehler in einem Schritt kann den gesamten Vortrieb verzögern.
Ausrüstung und Methoden variieren je nach Geologie – hohe technische Anforderungen. Unterschiedliche Bodenbedingungen erfordern unterschiedliche Ausrüstung und Methoden an der Abbaufront. So kann beispielsweise sehr hartes Gestein den Einsatz schwerer Gesteinsbohrwagen und Sprengungen erfordern; weichere Böden oder Kohleflöze können effizient mit Teilschnittmaschinen bearbeitet werden; und bei städtischen U-Bahn-Projekten, bei denen die Setzungskontrolle entscheidend ist, werden in der Regel Tunnelbohrmaschinen (TBM) als primäre Ausrüstung eingesetzt.
Wo die vorrückende Ortsbrust zum Einsatz kommt Die vorrückende Ortsbrust kommt in nahezu allen Bereichen des Tiefbaus zum Einsatz. Ein Großteil der Infrastruktur, die wir täglich nutzen, ist auf ihre Funktion angewiesen:
Bergbau: In Kohle- oder Metallbergwerken hängt der Aushub von Förderstrecken, Rückflugwegen und Erschließungsstrecken von der Weiterentwicklung der Abbaufronten ab.
Transport: Bergtunnel für Autobahnen und Eisenbahnen, städtische U-Bahn-Tunnel und Flusstunnel – bei allen handelt es sich um vorrückende Arbeitsfronten als Kernbaubereiche.
Wasserressourcen und Wasserkraft: Auch Wasserumleitungstunnel, unterirdische Kraftwerkskavernen und Sickerwassersperrwände für Staubecken erfordern für den Vortrieb vorrückende Abbaufronten.
Vortriebsstrebe vs. Abbaustrebe: Unterschiedliche Aufgaben, gleiches System Oft wird die Vortriebsstrebe mit der Abbaustrebe verwechselt, doch die Kernaufgaben sind unterschiedlich – vereinfacht gesagt: „Erst erschließen, dann abbauen“:
Vortrieb der Abbaufront: Aufgabe ist es, Platz zu schaffen – Tunnel und Kammern auszuheben, um späteren Abbau, Transport, Belüftung usw. zu ermöglichen; dies ist die Phase der Fundamentlegung.
Abbaufront (Bergbau): Aufgabe ist die Gewinnung von Ressourcen – z. B. die Kohleabbaufront in einem Bergwerk, wo das Material tatsächlich abgebaut und produziert wird.
Ohne die vorrückende Abbaufront, die „den Weg freigibt“, gäbe es an der Abbaufront keine Ernte. Zusammen bilden sie die zentrale Abfolge produktiver Aktivitäten im Bergbau und bei vielen anderen Untertageprojekten.
